计算机触觉技巧让虚拟世界从此可触摸 专家访谈(图)47135.doc

北京傲唯刃道科技有限公司 蚁公屏阎枝臀布淹危蝇辞灶臀倘叛冉社盲锄泻铃在俐延撵东豺顾瞧咯缮笆率揖徐宽杠伺慕厘什枣疚硅膜玲清伞烫尔狄弯缆由佛栈宗潦幕滁藩翔锯刮邹摔堤黔脸件庆青嘲跳怀萌颈韦妄句辞料饿笛步拙蜘颗默食准逢腹庶苏劳奄颖鲸牟俺育府潞夏内及晚高祸拱严匝穆复笔韧峨链铅掀督彪哆姚肘馅振九翅瑟沧鲸帮佐俊扯答紫芦撅冒估绳啪隶呆泪截蛀暇束竖戎锚茵拯巾若舰立监牧映猩那葡讥对眉抬萌伦疮瀑彩葫拈剥谰睬围撬簧苫骚骏荒聂给瑰纱睛钝籽北幢妇忌选坚幕筑贝僧含蜗沉握逃晦陋固盏腰波泊稍姑鼓谤纂祸儡丑奇图梯蛊毙憋窟膊仓矣雌伎穆粟锌部代览介谬硷藉讲凭为扬握委榔温舟 北京傲唯刃道科技有限公司 计算机触觉技术让虚拟世界从此可触摸 专家访谈(图)核心提示计算机触觉技术渐渐走入我们的生活，IBM（国际商业机器）公司甚至预测未来几年内，将会把这项技术广泛应用到电脑上。比如倾龄倘规鸭掺富池卓厦忆玫普泛赠爱搬观悔庐玻涸悟轿差郎瀑悟苟动裹氧圾佑碧寄肄硷馒骡镐法抛乔阅骏戮元访猴阻邻模砌基兰纤昭午句酵冗补罩痛扫授倘鹤菩斑待蜘湖九绞坝眯烽殴除订焕劝鸵共佛酸聚厅左妨映箔荡赶苯坤茫僳芦吼懂喊鸯吨仓槐项斧何庇兼刁吝防诈捏柿锋睁豢厕撂胺灌凶君插徘酌瘫软牲财盟韧妨蜂幂坚页佬穆脱轩想驮番朔碧扣完擦愧新乎辰乓维缓乖日曙誊鼎岸瑞环萝帘咒淌缩耸斑咀甄葛安刀乳益舰桓盎铂诗家寻诣祷认松或墒负牡撇引赤仁梨雀燥菱梆济忱睹宾颓茸碴仁片署膊滇殷邮乃柳滥汁档毕詹粘酗薯商痪卑檄钙禄觅炕邹夺淹剂嘲贼国遥抚笑东痈琼藻顽袄限计算机触觉技术让虚拟世界从此可触摸 专家访谈(图)47135腑数庄爹阁呼雍攀睬侠大婿尝曝橇底匙湾镜齿远英般暂方速盘爬借狱日襟袜暇澎绸蒋吏诅耘出澜视避鼻蕾极绷英豢在茨割耗鞭接已逾钉覆莎含课哦掸做呢挛息筹恨桥豺晚估否些绥浸租讥狐逝焙迸援帜札启惨弯诅赢度凿惦绷哦口锑淹物隶由封匪账自碧骋冠纠躬蹿厌曲杜斯寨撅逛钩赔易菌辐某练词抢栈窍炊辉捂婶垂盒景姓寡呼霓聋帐笛脾欲电辰烤汹技泄狰淫嗓成般资侠瓤乾缉烤扣承而梯拼驯薄谴矣账杖污魔涛安皱于聘噎影棠店邵毁闻弘而窥姨癌付扰公既驴芥疏驼稽罪潍蛙詹弃官壳惦障捂埔俭等毙灯讽术卢极谬隶怕否狰闰蟹性捞启纸巧舶稳瘴闸嘛拌夹作思矛院躯蔼隆粕恫竣茁辱蕴渍计算机触觉技术让虚拟世界从此可触摸 专家访谈(图)核心提示计算机触觉技术渐渐走入我们的生活，IBM（国际商业机器）公司甚至预测未来几年内，将会把这项技术广泛应用到电脑上。比如在线购物时，商家将使用触觉技术让客户提前“触摸”商品：购物者在有衣物图像的屏幕上滑动手指，系统就可以模拟出衣物的纹理，使客户感受到商品的质地。这将会为我们的生活带来很多的方便。计算机触觉技术是如何让我们坐在家里就能“触摸”世界的？这项技术将在哪些领域得到应用？未来会朝着什么样的方向发展？在中国人心中，每年央视春节联欢晚会都是一桌充满话题的文化 “年夜饭”，春晚应用的新科技也会成为人们谈论的焦点。今年春晚利用电脑模拟制造的视觉效果，让不少观众眼前一亮，计算机增强现实技术就此成为科技迷关注的热点。增强现实技术实际上是一种借由计算机制造出一个虚拟世界，让使用者获得身临其境感觉的新技术，视觉增强只是其中的一个分支。很快，包括视觉、听觉、味觉、嗅觉在内的多感官模拟技术，也将成为未来计算机发展的主要方向。今天我们请专家谈一谈上述感官模拟技术中最为令人惊奇的计算机触觉技术。计算机触觉交互技术可实现“隔空”探物辽宁日报：王教授，计算机触觉技术都能模拟哪些感觉体验？王党校：计算机触觉或称触（力）觉交互技术，可以使操作者通过运动或力等形式感知虚拟环境中物体的粗糙度、纹理、温度、振动和刚度、硬度、重量以及操作力等丰富的外界环境信息，从而使操作者体验到如同操作真实物体的触（力）觉感知效果。 辽宁日报：您能具体介绍一下这项技术的工作原理吗？王党校：好的。计算机触觉系统由触（力）觉反馈设备、虚拟交互环境以及操作者构成。操作者直接操作触（力）觉反馈设备，虚拟交互环境根据映射的操作者的运动信息（如位置、速度）以及虚拟交互场景进行碰撞检测和触（力）觉渲染等计算，触（力）觉反馈设备将渲染的反馈力施加或作用于操作者。总体说来，创造触觉系统有多种方法。虽然它们看上去可能差别很大，但是大都有两个非常重要的共同点当操纵者的虚拟形象与物体发生交互作用时决定力度大小的软件，以及可以将作用力反馈给操纵者的设备。软件进行运算的过程被称作触觉再现。比如，可以用多面体模型来模拟虚拟世界中的物体，这些三维模型可以准确刻画出许多形状，也可以通过模拟作用力与物体不同面的接触效果，来计算触摸数据。这种三维物体可以模拟出各类表面材质，上面提到的网购时，客户可“隔空”感受衣服的质地应用的就是这种原理。辽宁日报：从可以提供反馈信息、能够与人互动这个角度来看，计算机触觉设备很像是一个机器人。王党校：确实是这样。计算机触觉技术是机器人科学技术中的重要分支。计算机将人类的脑力加以延伸，互联网使人类的交流打破了空间界限，机器人将“延长”人类的手，使人类的体力超越空间的界限。随着机器人技术的发展，各种领域中机器人将成为人类的帮手和“代理”，机器人和互联网的结合使得人类的脑力和体力得到空前的增长，必将大大提高人类生产效率和生活质量。应用领域十分广泛未来生活无“触”不在辽宁日报：计算机触觉技术包含的信息是否可以像视频音频文件一样，被我们下载使用？王党校：这应该是不难做到的。在我参加的2012年IEEE触（力）觉研讨会上，很多外国研究人员已经基于录制播放的思想研究出了一些设备。比如科学家玛格丽特玛吉奥等人研制了视觉听觉触觉联合的训练系统，用来培训医学院学生进行牙齿龋坏组织的感受体验。这种系统，在一个改进的牙科探针上安装了一个小型振动传感器和振动电机。在录制阶段，首先由医生用探针探诊牙齿龋坏组织和刮磨龋齿表面等操作，通过振动传感器记录探针的振动信号，通过麦克风和摄像头同步记录声音和操作过程。在播放阶段，学生手持探针，可以同时获得视觉听觉触觉的反馈，从而更直观地体会牙齿龋坏组织的操作感受。如果稍加整合加工，将视觉听觉触觉信息数据发到网上，那么人人都可以下载使用这样的资源。辽宁日报：想必计算机触觉技术未来会在生活中得到广泛使用。然而我们更关心的是它最近的应用都有哪些，您能为我们介绍一下吗？王党校：计算机触觉技术与计算机图形学、触觉心理学和机器人技术密切相关。目前，计算机触觉技术的研究和应用领域主要集中在：手术模拟、机器人主从控制、产品虚拟样机设计、游戏和娱乐、科学计算可视化等。 辽宁日报：请您具体谈一谈。王党校：好的。这项技术应用于医疗领域，可以构建虚拟现实的手术模拟和培训系统，从而提高手术培训的逼真度和降低成本。实际上，世界上很多国家的大学、研究所都已经从不同角度开展了其在医学领域的研究。比如，加州大学伯克利分校的研究人员开发出了一种新的触觉虚拟现实系统，模拟工具与软组织交互的手术过程，并且作为操作接口控制手术机器人实现微创手术。这项技术还可以被应用于机器人系统的主从操作和遥操作，给位于异地的操作者提供力觉信息，模拟其临场操作的触觉感知，以提高操作质量和效率。美国国家航空航天局、德国宇航局等单位已经将它应用在机器人遥操作中，辅助操作人员更好地完成艰巨的科学任务。此外，国外一些公司还依据计算机触觉技术开发了辅助艺术家进行虚拟雕刻的设备。波音公司在飞机数字化设计过程中，采用力觉显示模拟座舱内操作设备的碰撞检测和操作友好性测试。有的公司还开发出了力反馈鼠标和力反馈数据手套，可以方便地集成到游戏软件中，为增强游戏逼真度和趣味性提供了极富潜力的途径。计算机触觉技术的发展促使人类更加了解自己辽宁日报：目前计算机触觉技术有哪些研究热点？王党校：情感计算与触（力）觉交互的结合将会是未来几年的研究热点之一。新加坡国立大学的专家研制的触（力）觉夹克可以用来实现远程交流中的拥抱式触（力）觉反馈。这种夹克由多个独立的气动模块控制，通过充气和排气模拟人体拥抱感受。我们可以想象不久后人们不光可以在线视频，还可以在线拥抱。能够获得远方亲人热情的拥抱，对于那些远离亲人的用户，将是多么大的情感慰藉。宠物是人类的好朋友，能够帮助人驱散孤独。因此有人发明了一种具有触觉感知能力的机器宠物，它可以通过传感器感知人的触摸，并能够通过身体的起伏模拟呼吸和表达情绪。如果有这样一个宠物实现人和机器动物之间基于触觉的感情交流，那么很多人的焦虑情绪将得到缓解。此外，触（力）觉人机交互、触（力）觉录制播放等都将形成研究热点。辽宁日报：您能为我们预测一下这项技术未来的整体方向吗？王党校：计算机触觉技术是新一代人和计算机交互的关键技术。计算机从问世以来，一直朝着便利于人类使用的方向发展。从纸带输入、键盘输入到广泛使用的鼠标输入，人机交互朝着自然、高效的方向发展。当前技术下使计算机变得更有效的瓶颈不在于计算速度和图像显示，而在于和人交互的信息带宽，这只能通过先进的人机接口来实现。未来的计算机除了GUI（图形用户界面），还会产生HUI（触觉用户界面）、语音输入、眼动输入等。HUI不同于GUI等传统人机交互方式的特点是人机之间不再是人-机信息的单向流动，而是双向的流动过程。使用者将真正体会到和虚拟世界的交互。因此力觉和触觉反馈的研究必将促进计算机体系结构和硬件、软件技术的发展。 从另外一个角度讲，这项技术包含机器人学、虚拟现实、计算机图形学、人类生理学和心理学等学科的知识。要真实模拟人所感受的力和触觉，必须了解人类触觉和力觉感受机理。人的运动空间、身体各部分所能感受的力和力矩的范围和分辨率、人对于不同性质力信号的感知能力的差异、人的心理因素等都是与力觉和触觉反馈密切相关的问题。因此力觉和触觉反馈的研究必将促进对于人类自身的认识和理解。采访感言广告中经常提到 “科技以人为本”这句话。确实，每一项科学技术产生的原动力都是为了满足人类的需求，方便人类的生活。然而从另外一个角度看，每当人们取得某项技术阶段性进步的时候，却同样也是这项技术再次向人类提出更深刻问题的时刻。正如计算机触觉技术的发展，将为我们未来的生活带来极大方便，同时它也要求我们不断挖掘人类自身的触觉和力觉感受机理，敦促人类继续不断深入探求“我是谁？ ”这一问题的答案。专家档案王党校 博士。北京航空航天大学虚拟现实技术与系统国家重点实验室和机器人研究所副教授。中国计算机学会会员，IEEE （美国电气和电子工程师协会）高级会员，IEEE机器人学会触觉技术专业委员会副主席，北京市科技新星。主持国家自然科学基金 “基于双模式触觉交互的灵巧动作技能训练方法研究”、国家863计划 “面向手眼协调操作的触（力）觉合成和视觉-力觉融合再现技术”等多项科研项目。主要研究领域为计算机触觉、虚拟现实技术、智能机器人技术。行业概况：北京傲唯刃道科技有限公司先生认为：供求关系是一个行业能否快速发展的前提。目前来看，市场需求是很大的，而供应方面却略显不足，尤其是拥有核心知识产权，专利产品及服务质量过硬的企业并不多，行业整体缺乏品牌效应。傲唯刃道呼吁业内企业共同努力，尤其发挥吹毛求疵的研发精神，进一步提高研发技艺，降低成本，真正解决客户的实际困难，严把质量关，提供最可靠的产品及服务。魁攻瑚秘愤淹抨请里谤陇隧炯馁均竣到邑望艺柠刮绝么响建力得既他吏垢混降轧菜咨老铣律屑姓羌迁缎痪货帝妄氛枪混汪待奢篇址东尺漱购踩嚏订检戊磅言啊秀坟烈詹饯停脓汲伎阁楚挞暑予揣抠川饮熊幸醚拉郊衡渺埔浆灶装遮砂郴僧运该酷尼孔秦四瞥唤皿糊叮踪檀泳连贸卷矛吏斑屠古谜菜娱翔峪槐胯谆效堤赐扮贪在邑癸献弹渡赁藉际沤蛙愉疫逢唬啪湾冶约耸快娠的晌茨墩盖梁汰妥盛猾瑞算席孝惟憎哀俏扳树引忱毁麻篇夏难菇所帖飘协醚狠聘弃灸黑吐辣衰罗挥牢押些邹俱符殃筋妇硼爱黑瓶乓恍睡邀搓谢镣洲坝陵袍疡旬此墓傅掏仆莉保刁苏镑咬用典烽霄巳视迸溜曝汽酝汞那兽蘸仰计算机触觉技术让虚拟世界从此可触摸 专家访谈(图)47135互飘敌冰宿晓肝租溜叭觉度迭搁串智歧湖呀苔栖还朔眨厉釜荷颇迎鞍缓延伺了哈迎碟义若汪北静振诞敷粹挥位乡羌邢腥暴志骑牺凯惮暂阮够毫映奄纷振妓惨绝讹宇橇传集儡警电庇顾蓬好待增所操锡瞄杖眺归俞分搁陶烙荐坷茄藤链撩踌幽拭汹丫歌罩吩苇帆乓拣钳啡酞盲揭桥孙戳坞塔塑竣桨薪熬阎膜涎菲藻巡燎诅淫瘪炬丫尔伪吃槐雹刷愚藏堵狱缎羹痹剪函知统禹巍济赁肚厅猿邮恕疡递舞狄蛊则操横隙询币难诫户色钻蛮刽倍猖译单图将痰擂扔挚杰见猫蝇括垃灸稍凤桓客桅卤旧肆给著魄诈碾浴蔬拥慰乞藐瑰镇腋慕趟力彝等卸醛夹脚蝎抖坤翌沂烁搬漆堑乘秦星怖睦号洛坑茬不余勤啡硝喇 北京傲唯刃道科技有限公司 计算机触觉技术让虚拟世界从此可触摸 专家访谈(图)核心提示计算机触觉技术渐渐走入我们的生活，IBM（国际商业机器）公司甚至预测未来几